Mycobacterium smegmatis. Crédit : Vader1941 / Wikimedia Commons. CC BY-SA 4.0
Récemment, il y a eu un gros coup médiatique et professionnel sur des scientifiques australiens avec une « enzyme qui fabrique de l’électricité à partir de rien. » Mis à part un raccourci médiatique, c’est vraiment fascinant. Ils ont trouvé une enzyme qui utilise même une très petite quantité d’hydrogène gazeux dans l’air et en produit de l’électricité.
Rhys Grinter à droite. Crédit : Université Monash.
Nous savons depuis un certain temps que de nombreuses bactéries peuvent utiliser des traces d’hydrogène atmosphérique comme source d’énergie dans des environnements pauvres en nutriments. Grâce à cela, ils survivent dans les sols polaires, les cratères volcaniques et les habitats extrêmes similaires. Mais jusqu’à présent, il n’était pas clair comment ils le font réellement.
Le microbiologiste Rhys Grinter de l’Université Monash et ses collègues ont isolé l’enzyme responsable de ce chef-d’œuvre énergétique à partir d’un actinomycète commun du sol Mycobacterium smegmatis. Il s’agit d’une enzyme jusqu’alors inconnue du groupe des hydrogénases NiFe, appelée Huc hydrogénase. Comme Grinter s’enthousiasme, Huc est miraculeusement efficace. Les concentrations d’hydrogène dans l’atmosphère sont extrêmement faibles. C’est parce que nous respirons de l’air dans lequel il n’y a qu’environ 0,00005 % d’hydrogène moléculaire.
logo. Crédit : Université Monash.
Les chercheurs ont examiné l’hydrogénase Huc à l’aide de la cryo-microscopie électronique (cryo-EM) et ont déterminé sa structure interne. En utilisant l’électrochimie, ils ont observé comment cette enzyme génère de l’électricité à des concentrations infimes d’hydrogène dans l’air. Des analyses en laboratoire ont montré que Huc est également exceptionnellement stable. L’enzyme peut être congelée ou chauffée à 80°C tout en étant capable de produire de l’électricité. Le Huc montre qu’il est un outil de survie dans des conditions extrêmes.
En bref, l’hydrogénase Huc est une pile naturelle qui produit un courant électrique stable grâce à l’hydrogène de l’air ambiant. La recherche sur cette enzyme n’en est qu’à ses balbutiements, mais il existe déjà un potentiel considérable pour le développement de petits appareils électroniques alimentés par “l’air”, par exemple comme alternatives aux appareils à énergie solaire.
Dans le même temps, on peut supposer que des enzymes similaires sont courantes chez les bactéries. Les ingénieurs en protéines capables d’ajuster les propriétés déjà remarquables de Huc seront certainement utiles. Ici, semble-t-il, se trouve une source bactérienne d’énergie propre sur laquelle nous pouvons compter pour des considérations énergétiques pour les décennies à venir.
Vidéo: Des scientifiques australiens découvrent comment transformer l’air en électricité
Littérature
